4.1 HASIL
Minyak jarak diperoleh dengan cara ekstraksi maserasi menggunakan pelarut 2-propanol. Dari 500 gram biji jarak halus diperoleh minyak jarak sebanyak 279 gram (55,8%). Pembentukan metil ester asam lemak campuran secara interesterifikasi dengan metanol menggunakan katalis asam H2SO4 dengan pelarut benzena diperoleh
rendemen sebesar 78,88%.
Sebelum dipisahkan metil risinoleat dari metil ester asam lemak, maka metil ester asam lemak campuran dianalisis melalui kromatografi lapis tipis (KLT) dengan menggunakan adsorben silika gel, dan ditentukan harga Rf setiap noda.
Hasil analisis KLT dari metil ester asam lemak campuran dengan pengembang n-heksan : etanol = 9 : 1 (v/v) menggunakan penampak noda uap iodin adalah sebagai berikut:
Tabel 4.1. Harga Rf Hasil KLT Metil Ester Asam Lemak Campuran
Perlakuan Noda Harga Rf
I 1 0,43 2 0,78 II 1 0,43 2 0,73 III 1 0,41 2 0,73
Komposisi terbesar dari metil ester asam lemak minyak jarak adalah metil risinoleat. Untuk memisahkan metil risinoleat dari metil ester asam lemak campuran dilakukan melalui kromatografi kolom menggunakan adsorben silika gel G 60F dan eluen n- heksana : etanol = 9 : 1 (v/v) dan menggunakan penampak noda uap iodin. Metil risinoleat akan lebih lama tertahan dalam adsorben silika gel, sedangkan metil ester asam lemak lainnya akan lebih cepat turun bersama pengelusi atau memberikan harga Rf yang lebih besar. Metil risinoleat yang tertahan dalam adsorben dielusi kembali dengan etanol tunggal.
H3C-(CH2)5-C-CH2-CH=CH-(CH2)7-C-OCH3 H
OH
Metil Risinoleat
O
Pada proses pemisahan melalui kromatografi kolom setiap fraksi sebanyak 10 ml dilakukan pengujian melalui analisis KLT menggunakan penampak noda uap iodin dimana diperoleh hasil yaitu dari sebanyak 39,6 gram metil ester asam lemak campuran yang dipisahkan secara kromatografi kolom diperoleh metil risinoleat total sebanyak 29,1 gram yang berarti rendemen metil risinoleat dari minyak jarak adalah 73,48 %.
Untuk mengetahui bahwa pemisahan telah sempurna, dilakukan analisis KLT dan melalui penentuan harga Rf-nya.
Hasil analisis KLT dari metil risinoleat dengan eluen n-heksana : etanol = 9 : 1 (v/v) dan adsorben silika gel G 60 memberikan noda tunggal dengan harga Rf sebagai berikut:
Tabel 4.2 Harga Rf Kasil Kromatografi Lapis Tipis (KLT) Metil Risinoleat Perlakuan Noda Harga Rf
I 1 0,49
II 1 0,49 III 1 0,47
Adapun struktur metil risinoleat adalah:
Metil risinoleat yang diperoleh diidentifikasi melalui analisis spektroskopi FT-IR dan diperoleh spektrum seperti pada gambar 4.2
Dari analisis senyawa dengan menggunakan spektrofotometer FT-IR diperoleh spektrum dengan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3398,3 cm-1: 3050 cm-1: 1654,8 cm-1: 1720,4 cm-1: 1176,5 cm-1: 2854,5 cm-1 dan 1438,8 cm-1.
Dukungan dari analisis penentuan bilangan iodin, bilangan hidroksi dan uji harga HLB (Hydrophylic Lypophylic Balance) juga dilakukan. Bilangan iodin untuk
senyawa metil risinoleat dari minyak jarak adalah 82,87 dan analisis bilangan hidroksi sebesar 194,84 serta nilai HLB diperoleh sebesar 10,66.
Hasil epoksida dari senyawa metil risinoleat diperoleh dengan cara mereaksikannya dengan campuran HCOOH 90% dan H202 30% dan diikuti dengan
proses hidrolisis sehingga dihasilkan senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat.
Asam formiat dan Hidrogen peroksida direaksikan membentuk senyawa peracid pada suhu 40-45oC yang selanjutnya diikuti penambahan metil ester asam risinoleat dari minyak jarak dan karena adanya air menyebabkan reaksi hidrolisis pada cincin epoksida. Dari hasil analisis senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat menggunakan spektrofotometer FT-IR diperoleh puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3007,32 cm-1; 1713,67 cm-1; 2923,14-2854,18 cm-1; 1463,60- 1416 cm-1 dan 1285,54 cm-1 dan diperoleh spektrum seperti pada gambar 4.3
Nilai bilangan iodin untuk senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat adalah sebesar 10,76 dan analisis bilangan hidroksi sebesar 294,816 serta nilai HLB diperoleh sebesar 14,08.
Alkoksilasi dengan gliserol terhadap hasil epoksidasi dari metil risinoleat diperoleh sebagai metil 9-(2,3-dihidroksipropoksi)-10,12-dihidroksioktadekanoat. Dari hasil analisis senyawa dengan menggunakan spektrofotometer FT-IR diperoleh spektrum dengan puncak-puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3395,49 cm-1; 2928,85-2856,44 cm-1; 1732,50 cm-1 :1464,9-1414,83 cm-1 dan 1247,09 cm-1 dan diperoleh spektrum seperti pada gambar 4.4.
Analisis bilangan iodin untuk senyawa metil 9-(1,2,3-trihidroksipropoksi)- 10,12-dihidroksioktadekanoat adalah sebesar 10,93 dan analisis bilangan hidroksi sebesar 484,59 serta nilai HLB sebesar 15,22.
Gambar 4.2 Spektrum FT-IR dari Metil Risinoleat
Gambar 4.4 Spektrum FT-IR dari senyawa metil-9-(2,3-dihidroksipropoksi)-10,12- dihidroksioktadekanoat
4.2
PEMBAHASANMinyak jarak yang diperoleh dengan cara maserasi dengan menggunakan pelarut 2-propanol. Minyak jarak dimetanolisis secara refluks menggunakan katalis H2S04(P) dan pelarut benzena pada suhu 80oC membentuk metil ester asam lemak
campuran dari minyak jarak dengan reaksi sebagai berikut;
O O C R1 O C R2 O C R3 O O + 3CH3OH H+ OH HO OH + C OCH3 O R1 C OCH3 O R2 C OCH3 O R3 Trigliserida Metanol
Gliserol Metil Ester Asam Lemak Campuran
Metil Risinoleat merupakan komponen urtama dalam minyak jarak dipisahkan menggunakan kromatografi kolom yang terlebih dahulu metil ester asam lemak campuran dianalisis melalui Kromatografi Lapis Tipis (KLT).
Adanya gugus OH pada atom C12 menyebabkan metil risinoleat lebih polar
daripada metil ester asam lemak lainnya pada metil ester asam lemak campuran, sehingga pada anlisis KLT menggunakan adsorben silika gel dan eluen n-heksana : etanol = 9 : 1 9v/v) menghasilkan nilai Rf yang lebih kecil sedangkan noda yang memiliki harga Rf yang lebih besar merupakan metil ester asam lemak yang lainnya yang berupa campuran.
Pemisahan metil risinoleat dari metil ester asam lemak campuran melalui kromatografi kolom menggunakan adsorben silika gel G 60 F dan eluen n-heksana : etanol = 9 : 1 (v/v). Metil risinoleat akan tertahan dalam adsorben silika gel sedangkan metil ester asam lemak lainnya akan lebih cepat turun bersama pengelusi sehingga memberikan harga Rf yang lebih besar. Metil risinoleat yang tertahan dalam adsorben dielusi dengan etanol tunggal.
Untuk mengetahui bahwa pemisahan telah sempurna, dilakukan anlisis KLT kembali melalui penentuan nilai Rf-nya.
Adapun struktur metil risinoleat adalah sebagai berikut: (CH2)5 CH 2 CH CH (CH2)7 H3C C H OH = C O OCH3
Metil Risinoleat
Gambar 4.1 Struktur Metil Risinoleat
Metil risinoleat yang diperoleh dianalisis dengan spektrofotometer FT-IR menghasilkan spektrum seperti pada gambar 4.2 memberikan puncak serapan pada daerah bilangan gelombang 3398,3 cm-1 yang merupakan serapan khas untuk gugus hidroksil (-OH), pada bilangan gelombang lebih kurang 3050 cm-1 merupakan puncak serapan untuk C-H sp2 dari gugus –CH=CH- dan didukung dengan serapan pada bilangan gelombang 1654,8 cm-1 yang merupakan serapan khas dari ikatan C=C. Pada bilangan gelombang 1720,4 cm-1 merupakan serapan khas dari gugus karbonil (C=O) dari ester dan didukung dengan puncak vibrasi C-O-C pada daerah bilangan gelombang 1176,5 cm-1, sehingga dapat disimpulkan adanya gugus ester. Pada daerah bilangan gelombang 2854,5 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi stretching dari C-H sp3 yang didukung vibrasi bending C-H sp3 pada bilangan gelombang 1438,8 cm-1.
Metil Risinoleat yang diperoleh dari minyak jarak selanjutnya diepoksidasi dengan campuran HCOOH 90% dan H2O2 30%. Hasil epoksidasi ini kemudian dibagi
menjadi 2 bagian.yaitu:
a) Bagian I (Alkoksilasi dengan Gliserol terhadap Senyawa Epoksida)
Reaksi Alkoksilasi dengan gliserol terhadap senyawa epoksida hasil epoksidasi metil risinoleat secara teoritis pemasukan gugus alkoksi dapatterjadi pada gugus hidroksi primer maupun gugus hidroksi sekunder dari gliserol, tetapi berdasarkan hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan pada pembukaan cincin epoksi dari minyak kedelai dengan berbagai senyawa polialkohol yang dibuktikan dengan analisis spektroskopi FT-IR, 13C-NMR dan MS bahwa alkoksilasi, terjadi pada gugus OH primer (Brasil,M.C.,dkk,2007 dan Dal,H,dkk,2009). Atas dukungan hasil penelitian ini secara hipotesis hasil alkoksilasi dengan gliserol terhadap senyawa epoksidasi metil risinoleat adalah sebagai berikut:
C H3 C H2 C H2 (C H2)5 C H C H C H O H O H O H O H = (C H2)7 C O O O O C H3 C H3 (C H2)5 C H C H2 C H C H O H (C H2)7 C O O C H3 C H3 (C H2)5 C H C H2 C H C H O H (C H2)7 C O O C H3 C H H2C H C O O H /H2O2 O H O H O H M e til R isin o lea t
M e til-9 -(2 ,3 -d ih id ro k sip ro p o k si)-1 0 ,1 2 -d ih id ro k sio k ta d e k a n o a t G lise ro l
Gambar 4.5 Reaksi Alkoksilasi dengan Gliserol terhadap Hasil Epoksidasi Metil Risinoleat
Pemasukan gugus alkoksi pada atom C9 dan bukan pada atom C10, hal ini disebabkan
halangan sterik pada C10 (interaksi 1,3 (a,a) pada C10 dan C12) karena bentuk struktur
ruang dari metil risinoleat adalah sebagai berikut:
Adanya gugus OH pada atom C12 terjadi halangan ruang sehingga lebih
dominan terjadi alkoksilasi pada C9.
Senyawa metil 9-(2,3-dihidroksipropoksi)-10,12-dihidroksioktadekanoat yang diperoleh dianalisis dengan spektrofotometer FT-IR menghasilkan spektrum seperti pada gambar 4.3 memberikan puncak serapan pada daerah bilangan gelombang
O H H O O H H O OH
C O H O H H2O2 H+ C O O H H2O + H + O P e r o k s i d a P e r a c i d C O O H H O + P e r a c i d O l e f i n E p o k s i d a C O H O H H3C ( C H2)5 C H O H C H2 C H O H C H O H ( C H2)7 C O O C H3 H3C ( C H2)5 C H O H C H2 C H C H ( C H2)7 C O O C H3 = 9 , 1 0 , 1 2 - t r i h i d r o k s i m e t i l s t e a r a t H3C ( C H2)5 C H O H C H2 C H ( C H2)7 C O O C H3 - C H - O + H2O
3395,49 cm-1 yang merupakan serapan khas gugus hidroksi (-OH). Pada daerah ini puncak serapan semakin melebar yang menunjukkan gugus hidroksi semakin banyak. Pada bilangan gelombang 2928,85,-2856,44 cm-1 menunjukkan serapan khas khas dari vibrasi CH sp3 dan pada daerah bilangan gelombang 1464,90-1414,83 cm-1 menunjukkan serapan khas dari vibrasi bending CH sp3. Pada bilangan gelombang 1247,09 cm-1 menunjukkan serapan khas dari gugus C-O-C dan pada bilangan gelombang 1732,5 cm-1 menunjukkan serapan khas karbonil (C=O) menunjukkan adanya gugus ester.
b) Bagian II (Hidrolisis terhadap Hasil Epoksidasi Metil Risinoleat) Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut:
Gambar 4.6 Hidrólisis terhadap Hasil Epoksidasi Metil Risinoleat
Senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat yang diperoleh kemudian dianalisis dengan spektrofotometer FT-IR memberikan apektrum dengan puncak serapan pada bilangan gelombang 3007,32 cm-1 yang merupakan serapan khas untuk CH sp2. Pada bilangan gelombang 2923,14-2854,18 cm-1 menunjukkan serapan khas dari vibrasi stretching CH sp3 dan pada daerah bilangan gelombang 1463,60-1416 cm-1 menunjukkan serapan khas dari vibrasi bending CH sp3. Pada bilangan gelombang 1713,67 cm-1 menunjukkan serapan khas gugus karbonil (C=O) dan bilangan gelombang 1285,54 cm-1 menunjukkan serapan khas dari gugus C-O-C yang menunjukkan adanya gugus ester.
Puncak serapan dari gugus OH pada spectrum tersebut secara teoritis muncul pada daerah bilangan gelombang 3500 cm-1 tetapi kemungkinan karena gugus OH tersebut dapat membentuk interaksi ikatan Hidrogen puncak tersebut tidak jelas, hanya saja pada spectrum tersebut membentuk lekukan yang membesar dan bukan tajam.
Analisis bilangan iodin dari metil risinoleat diperoleh sebesar 82,87 ; senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat sebesar 10,76 dan metil 9-(2,3-dihidroksipropoksi)- 10,12-dihidroksioktadekanoat sebesar 10,93.
Penurunan bilangan iodin menunjukkan adanya penurunan jumlah ikatan rangkap dan ada terjadi reaksi oksidasi terhadap ikatan rangkap pada senyawa metil risinoleat.
Analisis bilangan hidroksi senyawa metil ester asam risinoleat dari minyak jarak diperoleh sebesar 194,84, senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat sebesar 294,816 dan senyawa 9-(2,3-dihidroksipropoksi)-10,12-dihidroksioktadekanoat sebesar 484,59. Kenaikan bilangan hidroksi menunjukkan adanya kenaikan gugus – OH sehingga dapat dikatakan ada terjadi reaksi epoksiodasi yang diikuti dengan reaksi hidrolisis dan reaksi alkoksilasi dengan gliserol pada senyawa metil risinoleat.
Penentuan harga HLB dilakukan terhadap senyawa metil risinoleat dari minyak jarak diperoleh sebesar 10,66, senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat sebesar 14,08 dan senyawa 9-(2,3-dihidroksipropoksi)-10,12-dihidroksioktadekanoat sebesar 15,22 yang menunjukkan bahwa senyawa9-(2,3-dihidroksipropoksi)-10,12- dihidroksioktadekanoat lebih bersifat hidrofilik daripada senyawa 9,10,12-trihidroksi metil stearat.